WO2015093706A1 - 잉곳의 성장공정을 관찰하기 위한 뷰 포트 및 이를 포함하는 잉곳성장장치 - Google Patents

잉곳의 성장공정을 관찰하기 위한 뷰 포트 및 이를 포함하는 잉곳성장장치 Download PDF

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Abstract

실시예의 잉곳의 성장공정을 관찰하기 위한 뷰 포트는 잉곳의 성장공정이 수행되는 공간을 제공하는 챔버 내부를 관찰하기 위한 뷰 포트로서, 상기 챔버의 일측에 배치되고, 상기 챔버 내부와 연결된 홀이 구비된 바디부; 상기 바디부의 홀에 삽입되어 상기 챔버의 밀봉 상태를 유지하고, 챔버 내부의 빛을 투과하는 윈도우; 및 상기 바디부의 측면에 설치되어 상기 윈도우로 외부 공기의 접근을 차단하도록 에어 커튼을 형성하는 윈도우 퍼지; 를 포함하는 것을 특징으로 한다. 제안되는 실시예의 뷰 포트는 글라스 오염을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 오염된 뷰 포트의 글라스를 자체적으로 세정할 수 있는 장점이 있다. 이러한 뷰 포트를 통해 챔버 내부에서 성장하는 잉곳을 명확히 관찰할 수 있게 되어, 정확하게 관찰된 공정 데이터를 통해 공정 조건을 결정함으로써, 고품질의 잉곳을 생산할 수 있는 장점이 있다.

Description

잉곳의 성장공정을 관찰하기 위한 뷰 포트 및 이를 포함하는 잉곳성장장치
본 발명은 잉곳 성장을 관찰하기 위한 뷰포트와, 이를 포함하는 잉곳성장장치에 관한 것이다.
일반적으로 웨이퍼의 재료가 되는 실리콘 단결정 잉곳은 초크랄스키법(CZ법)으로 제조된다.
CZ법이란, 석영도가니에 실리콘을 넣고 석영도가니를 가열하여 실리콘을 용융시키킨 후, 종자 결정(seed crystal)을 실리콘 융액에 접촉시킨 상태에서 회전하면서 서서히 끌어올리면서 종자 단결정 표면에서 융액을 고체로 응고시킴에 따라 소정의 직경을 갖는 잉곳을 성장시키는 방법이다.
이러한 잉곳을 성장시키는 장치는 챔버 내부에 구성되며, 상기 챔버는 반도체 등의 전자 부품 소재로 사용되는 웨이퍼용 잉곳을 성장시키기 위한 소정의 공정들이 수행되는 공간을 제공한다.
그리고, 상기 챔버는 오염물질 유입 방지 및 내부 분위기를 유지하기 위하여 밀봉되어 있기 때문에, 챔버 내부에서 성장하는 잉곳을 관찰하기 위하여 챔버의 일 측에는 별도로 뷰 포트(view port)가 설치된다.
이러한 뷰 포트를 통해 잉곳의 성장을 육안으로 관찰할 수 있을 뿐만 아니라, 직경 측정 센서나 멜트 갭(M/G) 측정 센서 등은 성장하는 잉곳의 직경과 멜트 갭과 같은 공정 데이터를 측정할 수 있다.
이후, 위와 같이 측정된 실시간 공정 데이터를 고려하여 잉곳 인상속도나 히터 파워 등의 공정조건이 결정되기 때문에, 챔버 내부의 공정 데이터를 정확하게 측정하는 것은 잉곳의 품질을 결정하는 중요한 요소가 된다.
그런데, 상기 챔버 내부의 석영 도가니에서 발생하는 가스 또는 기화된 도펀트에 의하여, 뷰 포트의 글라스가 오염되는 문제점이 발생한다.
특히, 기화된 도펀트는 글라스 하면을 불투명하게 오염시키기 때문에, 챔버 내부를 관찰하기 어려울 뿐만 아니라, 뷰 포트를 통해 측정된 직경 등의 공정 데이터에 오차가 생기게 된다.
이러한 오차를 방지하기 위하여 센서의 이동속도, 감도, 감도 조절 등을 실시하는 방안이 제시되었지만 오차개선효과가 미비하였다.
따라서, 이러한 잘못된 공정 데이터에 의해 공정 조건이 결정되어, 성장된 잉곳의 품질이 저하되는 문제점이 발생한다.
실시예는 위와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 윈도우의 오염을 방지하여 잉곳의 성장을 정확하게 관찰할 수 있도록 하는 뷰 포트와 이를 포함하는 잉곳성장장치를 제안하고자 한다.
실시예의 잉곳의 성장공정을 관찰하기 위한 뷰 포트는 잉곳의 성장공정이 수행되는 공간을 제공하는 챔버 내부를 관찰하기 위한 뷰 포트로서, 상기 챔버의 일측에 배치되고, 상기 챔버 내부와 연결된 홀이 구비된 바디부; 상기 바디부의 홀에 삽입되어 상기 챔버의 밀봉 상태를 유지하고, 챔버 내부의 빛을 투과하는 윈도우; 및 상기 바디부의 측면에 설치되어 상기 윈도우로 외부 공기의 접근을 차단하도록 에어 커튼을 형성하는 윈도우 퍼지; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 실시예의 잉곳성장장치는 잉곳의 성장공정이 수행되는 공간을 제공하고 밀폐된 챔버; 상기 챔버의 내부에 배치되어, 실리콘 멜트를 수용하는 석영도가니; 상기 실리콘 멜트에 시드를 침지하고 회전 및 인상하여 상기 잉곳을 성장시키는 인상수단; 상기 챔버의 일측에 설치되어 상기 챔버 내부의 공정상황을 관찰할 수 있도록 내부의 빛을 투과하는 뷰 포트; 를 포함하고, 상기 뷰 포트는 상기 챔버의 일측에 배치되어 상기 챔버 내부와 연결된 홀이 구비된 바디부와, 상기 바디부의 홀에 삽입되어 상기 챔버의 밀봉 상태를 유지하고 챔버 내부의 빛을 투과하는 윈도우와, 상기 바디부의 측면에 설치되어 상기 윈도우로 외부 공기의 접근을 차단하도록 가스를 분사하여 에어 커튼을 형성하는 윈도우 퍼지를 포함하는 것을 특징으로 한다.
제안되는 실시예는 뷰 포트의 글라스 오염을 차단할 수 있을 뿐만 아니라, 오염된 뷰 포트의 글라스를 자체적으로 세정할 수 있는 장점이 있다.
이러한 뷰 포트를 통해 챔버 내부에서 성장하는 잉곳을 명확히 관찰할 수 있다.
또한, 뷰 포트를 통해, 성장되는 잉곳의 직경 등의 챔버 내부의 공정 데이터를 정확하게 측정할 수 있다.
따라서, 정확하게 측정된 공정 데이터를 통해 잉곳 성장 공정 조건을 결정하여, 고품질의 잉곳을 생산할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 잉곳성장장치의 개략적인 모습을 나타낸다.
도 2는 타겟 직경 측정값과 일반적인 잉곳성장장치의 직경 측정값의 차이를 나타내는 그래프와, 타겟 인상속도와 일반적인 잉곳성장장치의 평균 인상속도의 차이를 나타내는 그래프이다.
도 3은 제 1 실시예에 따른, 윈도우 퍼지가 장착된 잉곳성장장치의 단면을 개략적으로 나타낸다.
도 4는 제 2 실시예에 따른, 효과적인 에어 커튼을 형성하는 뷰 포트에 대한 평면을 나타낸다.
도 5는 제 2 실시예에 따른, 윈도우 퍼지를 상측에서 바라본 단면 사시도를 나타낸다.
도 6은 제 2 실시예에 따른, 윈도우 퍼지를 측면에서 바라본 단면 사시도를 나타낸다.
도 7은 제 2 실시예에 따른, 윈도우 퍼지의 측면도이다.
도 8은 제 3 실시예에 따른, 윈도우 퍼지의 분리 사시도를 나타낸다.
이하에서는, 본 실시예에 대하여 첨부되는 도면을 참조하여 상세하게 살펴보도록 한다. 다만, 본 실시예가 개시하는 사항으로부터 본 실시예가 갖는 발명의 사상의 범위가 정해질 수 있을 것이며, 본 실시예가 갖는 발명의 사상은 제안되는 실시예에 대하여 구성요소의 추가, 삭제, 변경 등의 실시변형을 포함한다고 할 것이다.
도 1은 잉곳성장장치의 개략적인 모습을 나타낸다.
일반적인 잉곳성장장치의 구성들은 챔버(10) 내부에 배치되며, 챔버(10)는 밀봉(sealing)되어 있기 때문에, 챔버(10) 내부에서 성장하는 잉곳(IG)을 관찰하기 위해서는 뷰 포트 (100) (view port)가 구비되어야 한다.
상기 뷰 포트(100)는 챔버(10) 내부의 공정 상황을 관찰을 위해 챔버(10) 일 측에 설치되며, 빛을 투과하고 챔버(10)의 밀봉 상태(sealing)를 유지할 수 있도록 윈도우가 구성된다.
이러한 윈도우(110)를 통해 육안으로 잉곳의 성장공정을 관찰할 수 있고, 챔버(10) 외부에는 센서들이 마련되어 윈도우(110)를 통해 잉곳의 직경과 같은 공정상황을 측정하여 공정 데이터(raw data)로 출력할 수 있다.
이러한 공정 데이터에 기반하여 인상속도와 같은 공정조건이 결정되므로, 정확한 공정 데이터를 측정하는 것은 잉곳 품질에 큰 영향을 미치게 된다.
특히, 공정상황 중에 잉곳의 직경이 균일한지 여부는 잉곳의 품질을 결정하는 중요한 요소이므로, 뷰 포트(100)를 통해 성장하는 잉곳의 직경을 정확하게 측정하여야만 균일한 직경의 잉곳을 생산할 수 있다.
상기 챔버(10) 내부의 공정상황으로 판단될 요소로는 잉곳의 직경뿐만 아니라, 열차폐체(30)와 실리콘 멜트(S)의 높이 차이인 멜트 갭(M/G) 등도 이에 해당되나, 이하에서는 설명의 편의를 위하여, 공정상황은 성장되는 잉곳의 직경으로 설명하기로 한다.
한편, 잉곳을 성장시키는 공정 진행 중에 뷰 포트(100)의 윈도우(110)가 불투명하게 오염될 수 있다.
특히, 안티모니(Sb) 도펀트를 함유하는 실리콘 멜트에서 잉곳을 성장시키는 공정 중에는 기화된 안티모니가 윈도우(110)에 흡착되어, 챔버(10) 내부를 전혀 관찰할 수 없을 정도로 윈도우(110)가 뿌옇게 오염되는 경우가 있다. 그리고, 뿌옇게 오염된 윈도우(110)를 통해 측정된 직경 데이터는 실제 잉곳의 직경과 오차를 가지게 된다.
도 2는 타겟 직경 측정값과 일반적인 잉곳성장장치의 직경 측정값의 차이를 나타내는 그래프와, 타겟 인상속도와 일반적인 잉곳성장장치의 평균 인상속도의 차이를 나타내는 그래프이다.
잉곳의 직경을 측정하여 로데이터(raw data)로 출력하는 센서(200)로는 적외선 센서(IR sensor), CCD 카메라 또는 고온계(pyrometer) 다양한 센서가 사용될 수 있으며, 출력된 로데이터를 분석하여 인상속도(P/S) 변경을 통해 잉곳의 직경을 제어하는 제어부로 ADC 센서(200)(Automatic Diameter Control)가 사용될 수 있다.
본 실시예에서는 직경을 측정한 데이터로 ADC 값을 사용하며, 이러한 ADC 값을 측정하고 이를 통해 직경을 제어하는 센서 및 제어부로는 ADC 센서부(200)로써 설명하나, 본 발명이 이에 한정되지 아니함은 당연하다.
도 2를 참조하면, 잉곳의 바디 그로잉 공정(body growing) 초기에는 타겟 ADC 값(ADC SP Target)과 잉곳성장장치에서 측정된 ADC 값(ADC SP Act.)의 차이가 적고, ADC 값에 따라서 제어되는 평균 인상속도(Avg. P/S) 또한 타겟 인상속도(Target P/S)와의 차이가 거의 없음을 알 수 있다.
여기서 타겟이란, 공정 전에 미리 설계되어 이를 기초로 공정을 진행하는 목표 값을 의미한다. 즉, 공정 중에 센싱되는 ADC 값과 타겟 ADC 값을 비교하여 인상속도를 제어하게 되며, 제어된 인상속도가 타겟 인상속도에 근접할 때 직경이 균일한 양질의 잉곳이 생산된다.
그런데, 바디 그로잉 공정 후반부로 갈수록 타겟 ADC 값과 측정된 ADC 값의 차이(y)가 급격하게 증가하게 됨에 따라서, 타겟 인상속도와 평균 인상속도의 차이(x)도 증가하는 것을 알 수 있다.
이렇게 생산된 잉곳의 경우, 후반부로 갈수록 직경이 요동되므로 잉곳의 품질이 하락되는 문제가 발생된다.
위와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 실시예의 잉곳성장장치에 설치된 뷰 포트(100)는 자체적으로 윈도우의 오염을 방지하고 제거할 수 있도록 구성된다.
<제 1 실시예>
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른, 윈도우 퍼지가 장착된 잉곳성장장치의 단면을 개략적으로 나타낸다.
도 3을 참조하면, 본 실시예의 잉곳성장장치는 챔버(10)와, 실리콘 멜트를 담는 석영도가니(20)와, 상기 석영도가니(20)를 가열하기 위한 히터(30)와, 상기 실리콘 멜트에서 접하여 잉곳을 인상하는 시드(seed)를 고정하기 위한 시드 척(70)(seed chuck)과, 상기 시드 척(70)을 승강 및 회전시키는 인상수단과, 상기 석영도가니(20) 상측에서 실리콘 멜트와 멜트 갭(M/G)을 형성하는 열차폐체(40)와, 상기 챔버(10) 내부에 불활성 가스를 공급하여 불활성 가스의 흐름과 분위기를 제어하는 불활성 가스 주입부(50)를 포함한다.
그리고, 본 실시예의 잉곳성장장치는 상기 챔버(10) 내부를 관찰하기 위한 뷰 포트(100)를 포함하며, 상기 챔버(10) 외부에서 뷰 포트(100)를 통해 잉곳의 직경을 측정하고 측정된 데이터로 인상속도의 제어를 통해 잉곳의 직경을 제어하는 ADC 센서부(200)를 더 포함한다.
특히, 상기 뷰 포트(100)는 챔버(10)에 배치되고 챔버(10) 내부를 관찰할 수 있도록 홀을 구비한 바디부(120)와, 상기 바디부(120)의 상부에 배치되고 빛을 투과하여 챔버(10) 내부를 관찰할 수 있도록 하는 윈도우(110)와, 상기 가스를 분사하여 윈도우(110)의 오염을 방지하는 윈도우 퍼지(130)를 포함한다.
좀더 상세히, 상기 바디부(120)는 챔버(10)의 상측에 장착되어 내부의 공정상황을 관찰할 수 있도록 하는 홀이 구비된 관으로 구성될 수 있다. 예를 들어, 성장되는 잉곳의 메니스커스(meniscus)를 향할 수 있도록, 챔버(10)의 상부에서 상측으로 연장되며, 내경이 45Cm 정도로 형성된 원통형 관으로 구성될 수 있다.
그리고, 상기 바디부(120)의 상측에는 윈도우 홀이 구비되며 상기 윈도우의 홀에는 빛을 투과할 수 있는 투명한 재질의 글라스(111)가 삽입된 윈도우(110)가 마련될 수 있다.
상기 글라스(111)는 유리뿐만 아니라 빛을 투과할 수 있는 다양한 재질로 구성될 수 있으나, 열에 강하고 잉곳을 오염시키지 않는 석영 유리로 구성되는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 바디부(120)와 윈도우(110) 사이에는 윈도우(110)로 오염물질이 접근하는 것을 막기 위하여 불활성 가스를 분사하는 윈도우 퍼지(130)(window purge)가 개재된다.
상기 윈도우 퍼지(130)에는 가스 분사부(131)가 포함될 수 있어서 글라스(111)의 하측으로 불활성 가스를 분사함으로써, 글라스(111)로 오염물질의 유입되는 것을 방지하고 외부공기와 단열하는 에어 커튼을 형성할 수 있다.
상기 가스 분사부(131)는 윈도우 퍼지(130)의 일측에 어디에나 배치될 수 있다. 예를 들어, 도 3에 도시된 바와 같이 상기 챔버(10)의 상부에 대향되는 방향의 상기 윈도우 퍼지(130)에 배치될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
또한, 상기 가스 분사부(131)는 도시된 바와 다르게 상기 챔버(10)의 상부 쪽의 상기 윈도우 퍼지(130)에 배치될 수도 있다. 즉, 상기 가스 분사부(131)는 상기 챔버(10)의 형상 및 상기 뷰 포트(100)의 형상에 따라서, 상기 글라스(111)로 불활성 가스를 분사하기 위한 최적의 위치에 배치될 수 있다.
또한, 상기 가스 분사부(131)는 노즐의 각도를 조절하여 글라스(111)를 향해 가스를 분사함으로써, 글라스(111)에 흡착된 오염물질을 제거할 수도 있다.
한편, 위에서는 상기 뷰 포트(100)를 윈도우(110)와, 바디부(120)와. 윈도우 퍼지(130)로 각각 구분하여 설명하였으나, 일체형으로 구성되는 것도 가능하다.
예를 들어, 상기 챔버(10) 상부에서 연장된 원통형의 관 내부 홀에 글라스가 삽입되고, 원통형 관의 측면에 가스 분사부가 장착되어 글라스를 향해 가스를 분사하는 구조로 형성되는 것도 가능하다.
다만, 본 실시예에서는 상기 챔버(10)의 밀봉 상태를 유지하기 위하여, 상기 윈도우 퍼지(130)와 윈도우(110)는 플랜지(flange)로 구성될 수 있다.
예를 들어, 상기 윈도우 퍼지(130)는 홀을 구비한 퍼지 바디(132)가 바디부(120)의 상부에 퍼지 오링(133)(O-ring)이 개재되도록 배치되고, 상기 윈도우(110)는 홀을 구비한 윈도우 바디(112)가 퍼지 바디(132) 상부에 윈도우 오링(113)이 개재되도록 배치될 수 있다. 이때, 윈도우 바디(112)의 홀에 개재된 글라스(111) 주위에는 가스 켓과 오링이 더 배치되어, 뷰 포트(100)의 홀을 완전하게 밀폐할 수 있다.
그리고, 상기 윈도우(110)와 바디부(120)와 윈도우 퍼지(130) 각각에는 복수개의 나사홈이 마련되고, 상기 나사홈에 볼트(140)가 체결됨으로써, 윈도우(110)와 바디부(120)와 윈도우 퍼지(130)는 단단하게 결합될 수 있다.
즉, 본 실시예에서는 챔버(10)의 밀봉 상태를 유지하기 위하여, 바디부(120)의 상측에 윈도우 퍼지(130)를 플랜지로 결합하고, 윈도우 퍼지(130) 상측에 윈도우(110)를 플랜지로 결합하였으나, 본 실시예가 이에 한정되지 아니함은 당연하다.
한편, 상기 가스 분사부(131)로 가스를 공급하기 위하여, 상기 가스 공급부(170)가 가스 라인(150)을 통해 가스 분사부(131)와 연결되어 불활성 가스를 공급한다.
이때, 상기 가스 라인(150)에는 가스 벨브(160)와 가스 플로우 미터(gas flow meter)가 설치되어 공급압력을 조절하고 분사된 가스 유량을 확인하여, 적절한 가스 공급압력과 분사된 총 가스 유량을 제어할 수 있다.
예를 들어, 상기 윈도우 퍼지(130)에서 분사되는 가스는 불활성 가스로 아르곤 가스(Ar gas)가 사용될 수 있으며, 상기 아르곤 가스의 공급압력은 약 2.5 내지 2.8 (kg/cm2) 사이에서 형성될 수 있다. 그리고, 총 분사된 가스 유량은 20(lpm) 이하인 것이 바람직하다.
상기 가스 공급부(170)는 상기 윈도우 퍼지(130)에만 가스를 공급하도록 별도로 구성되는 것도 가능하나, 설비의 편의를 위하여 기존의 불활성 가스 주입부(50)로 불활성 가스를 공급하는 라인을 분개하여 가스 라인(150)을 구성하는 것도 가능하다.
전술한 본 발명의 제 1 실시예에 의해, 상기 글라스의 오염을 방지하고, 흡착된 오염 물질을 제거함으로써, 챔버 내부의 공정상황을 정확하게 관찰 및 측정할 수 있으며, 정확하게 측정된 데이터로 공정조건을 제어하여 고품질의 잉곳을 생산할 수 있는 장점이 있다.
한편, 상기 뷰 포트(100) 앞서 설명한 바와 같이 메니스커스를 향하기 위하여 비스듬하게 기울어져 연장된다. 이때, 잉곳이 성장하는 상부 챔버(11) 쪽 뷰 포트(100)의 측면을 뷰 포트(100)의 상부라 하고, 이에 대향되는 하부 챔버(10) 쪽의 뷰 포트(100) 측면을 뷰 포트(100)의 하부로 지칭하기로 한다.
이렇게 기울어진 뷰 포트(100)에 효과적인 에어 커튼을 형성하기 위해서는 뷰 포트(100)의 상부에서 뷰포트(100)의 하부로 가스를 분사하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 챔버(10) 내부에서 불활성 가스의 흐름은 잉곳이 성장하는 상부 챔버(11)에서 하부 챔버(10)로 흐르기 때문에, 이러한 가스의 흐름을 방해하지 않기 위해서도 가스 분사부(131)는 뷰 포트(100)의 상부에서 하부로 가스를 분사하는 것이 좋다.
즉, 상기 가스 분사부(131)는 상부 챔버(11)와 뷰 포트(100) 사이(뷰 포트(100)의 상부)에 설치되어, 뷰 포트(100)의 하부를 향해 가스를 분사할 때, 효과적으로 글라스(111)에 오염물질이 접근하는 것을 차단할 수 있다.
그런데, 상기 상부 챔버(11)와 뷰 포트(100) 사이는 공간이 협소하여 상기 가스 분사부(131)와 가스 라인(150)이 구성되기에 어려움이 있을 수 있다.
<제 2 실시예>
본 발명의 제 2 실시예는 제 1 실시예에서 윈도우 퍼지(130)의 구조만 변형된 것이므로, 위 설명과 공통되는 부분에 있어서는 설명을 생략하기로 한다.
본 발명의 제 2 실시예의 뷰 포트(100)는 뷰 포트(100)의 하부에 가스 분사부(131)가 설치되나, 설치된 부분에 대향되는 뷰 포트(100) 상부에서 가스를 분사하는 윈도우 퍼지(130)로 구성되므로, 효과적인 에어 커튼을 형성할 수 있다.
도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른, 상측에서 하측으로 가스를 분사하여 에어 커튼을 형성하는 뷰 포트에 대한 평면을 나타내고, 도 5는 윈도우 퍼지를 상측에서 바라본 단면 사시도를 나타내며, 도 6은 윈도우 퍼지를 측면에서 바라본 단면 사시도를 나타내고, 도 7은 윈도우 퍼지의 측면도이다.
도 4 내지 7을 참조하면, 상기 윈도우 퍼지(130)는 플랜지로 형성되는데, 플랜지를 이루는 상기 퍼지 바디(132)의 내부에는 공급된 가스가 이동하는 통로인 가스 안내부(134)가 마련되고, 상기 가스 안내부(134)와 퍼지 바디(132) 사이에는 이동된 가스를 분사하는 가스 분출구(135)가 마련된다.
이를 통해, 상기 가스 분사부(131)가 퍼지 바디(132)의 일측에서 내부로 가스를 공급하면, 공급된 가스는 가스 안내부(134)를 따라서 가스 분출구(135)로 이동되고, 상기 가스 분출구(135)에서 이동된 가스가 분출되어 에어 커튼을 형성할 수 있다.
즉, 상기 퍼지 바디(132)에서 가스를 분사하고자 하는 위치에 가스 분출구(134)가 형성되고, 상기 가스 분사부(131)와 상기 가스 분출구(134)가 가스 안내부(134)를 통해 연결되면, 상기 가스 분사부(131)가 가스를 공급하는 위치에 관계없 원하는 위치에서 가스를 분사할 수 있게 된다.
본 실시예에서는 상기 가스 분사부(131)가 뷰 포트(100)의 하부 쪽 퍼지 바디(132)에 장착되고, 상기 가스 분출구(135)는 뷰 포트(100)의 상부 쪽 퍼지 바디(132)에 마련되며, 상기 가스 분사부(131)와 가스 분출구(135)는 퍼지 바디(132)를 따라서 형성된 가스 안내부(134)를 통해 연결되도록 구성된다.
이러한 구성을 통해서, 상기 뷰 포트(100)의 하부 쪽에서 분사된 가스는 가스 안내부(134)를 따라서 이동하여 뷰 포트(100)의 상부 쪽에서 분사될 수 있다.
이때, 상기 가스 분출구(135)는 에어 커튼의 면적을 넓히기 위하여, 복수개로 구성될 수 있으며, 도시된 바와 다르게 가로 방향으로 연장된 홀 형상으로 구성될 수도 있다.
전술한 제 2 실시예의 구조에 의하여, 윈도우 퍼지는 효과적으로 에어 커튼을 형성할 수 있어서 글라스의 오염을 차단하고, 챔버 내부의 가스의 흐름을 방해하지 않는 장점이 있다.
한편, 상기 가스 공급부(170)는 제어부(190)에 연결될 수 있다.
상기 제어부(180)는 상기 가스 공급부(170)에서 분사되는 가스 공급 압력을 공정에 따라 제어할 수 있다.
예를 들어, 오염 물질이 집중적으로 발생되는 잉곳 성장 공정시기인 멜팅 공정, 도펀트 투입시 등에 가스 공급 압력을 증가시킬 수 있다.
<제 3 실시예>
도 8은 본 발명의 제 3 실시예에 따른, 윈도우 퍼지의 분리 사시도를 나타낸다.
본 발명의 제 3 실시예 또한, 제 1 실시예에서 윈도우 퍼지(130)의 구조만 변형된 것이므로, 위 기재된 설명과 공통되는 부분에 있어서는 설명을 생략하기로 한다.
본 발명의 제 3 실시예는, 상기 가스 분출구(135)와 글라스(111)의 하면 사이에 경사진 턱(136)을 배치하여, 가스 분출구(135)에서 분출된 가스가 상기 경사진 턱을(136)을 거치면서 분개되도록 함으로써, 글라스(111)의 하측 수평면에 균일하고 조밀하게 에어 커튼을 형성하려는 것이다.
좀더 상세히, 본 발명의 제 3 실시예의 윈도우 퍼지는 가스를 분사하는 제 1 윈도우 퍼지(130)와, 그 하면에 결합된 제 2 윈도우 퍼지(180)로 구성된다.
상기 제 1 윈도우 퍼지(130)에는 가스를 공급하는 가스 분사부(131)와, 공급된 가스를 안내하는 가스 안내부(134)와, 안내된 가스를 수직방향으로 분사하는 가스 분출구(135)와, 분출된 가스를 분개하는 경사진 턱(136)으로 구성된다.
상기 제 1 윈도우 퍼지(130)의 하면에는 제 2 윈도우 퍼지(180)가 결합되는데, 경사진 턱(136)과 소정의 간격을 두도록 결합되어 분출된 가스가 간격을 통해 글라스(111) 하측으로 분사되도록 한다.
즉, 상기 가스 분출구(135)에서 수직방향으로 분출된 가스는 상기 제 2 윈도우 퍼지(180)의 바디(181)에 막혀서 경사진 턱(136)과 바디(181) 사이의 소정의 간격으로 분개된 후 분사되어 조밀하고 균일한 에어 커튼이 형성될 수 있다.
이러한 제 3 실시예의 구조에 의하여, 글라스(111)의 하측에 조밀하고 균일한 에어 커튼을 형성하여, 좀더 효과적으로 글라스(111)의 하면에 오염을 방지할 수 있다.
실시예는 반도체 등에 재료가 되는 웨이퍼 생산을 위한 잉곳성장장치와, 이에 포함되는 뷰 포트에 관한 것이므로, 산업상 이용가능성이 있다.

Claims (16)

  1. 잉곳의 성장공정이 수행되는 공간을 제공하는 챔버의 내부를 관찰하기 위한 뷰 포트로서,
    상기 챔버의 일측에 배치되고, 상기 챔버 내부와 연결된 홀을 갖는 바디부;
    상기 바디부의 홀에 삽입되어 상기 챔버의 밀봉 상태를 유지하고, 상기 챔버 내부의 빛을 투과하는 윈도우; 및
    상기 윈도우를 향해 가스를 분사하는 윈도우 퍼지; 를 포함하는 잉곳의 성장공정을 관찰하기 위한 뷰 포트.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 바디부의 상측에는 상기 윈도우 퍼지가 플랜지로 결합되는 잉곳의 성장공정을 관찰하기 위한 뷰 포트.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 윈도우 퍼지의 상측에는 상기 윈도우가 플랜지로 결합되는 잉곳의 성장 공정을 관찰하기 위한 뷰 포트.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 윈도우 퍼지는 상기 바디부의 상측에 결합되고 상기 바디부의 홀과 연결된 퍼지 홀이 구비된 퍼지 바디와, 상기 퍼지 바디의 일측에서 가스를 분사하여 에어 커튼을 형성하는 가스 분사부를 포함하는 잉곳의 성장 공정을 관찰하기 위한 뷰 포트.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 가스 분사부는 가스 분사방향을 조절할 수 있는 가스 노즐을 포함하는 잉곳의 성장 공정을 관찰하기 위한 뷰 포트.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 퍼지 바디에는 상기 가스 분사부로부터 공급된 가스의 이동 통로가 되는 가스 안내부가 마련되고, 상기 가스 안내부와 퍼지 바디 사이에는 상기 이동된 가스를 분사하는 가스 분출구가 마련된 잉곳의 성장 공정을 관찰하기 위한 뷰 포트.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 가스 분출구는 복수 개로 마련되는 잉곳의 성장 공정을 관찰하기 위한 뷰 포트.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 가스 분출구는 넓은 면적으로 가스를 분사할 수 있도록 가로 방향으로 연장된 형상을 가지는 잉곳의 성장 공정을 관찰하기 위한 뷰 포트.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 윈도우 퍼지에는 상기 분사된 가스를 분개하는 경사진 턱이 더 구비된 잉곳의 성장공정을 관찰하기 위한 뷰 포트.
  10. 잉곳의 성장공정이 수행되는 공간을 제공하고 밀폐된 챔버;
    상기 챔버의 내부에 배치되어, 실리콘 멜트를 수용하는 석영도가니;
    상기 실리콘 멜트에 시드를 침지하고 회전 및 인상하여 상기 잉곳을 성장시키는 인상수단;
    상기 챔버의 일측에 설치되어 상기 챔버 내부의 공정상황을 관찰할 수 있도록 내부의 빛을 투과하는 뷰 포트; 를 포함하고,
    상기 뷰 포트는 상기 챔버의 일측에 배치되어 상기 챔버 내부와 연결된 홀이 구비된 바디부와, 상기 바디부의 홀에 삽입되어 상기 챔버의 밀봉 상태를 유지하고 챔버 내부의 빛을 투과하는 윈도우와, 상기 윈도우를 향해 가스를 분사하는 윈도우 퍼지를 포함하는 잉곳성장장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 뷰 포트를 통해 상기 잉곳의 성장공정의 상황을 측정하는 센서부를 더 포함하는 잉곳성장장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 센서부는 상기 실리콘 멜트로 부터 성장되는 잉곳의 직경을 측정하는 직경측정센서부인 잉곳성장장치.
  13. 제 10 항에 있어서,
    상기 윈도우 퍼지로 가스를 공급하는 가스 공급부와, 상기 가스 공급부와 상기 윈도우 퍼지를 연결하는 가스 라인을 더 포함하는 잉곳성장장치.
  14. 제 10 항에 있어서,
    상기 실리콘 멜트에는 안티모니(Sb)가 도펀트로 함유된 잉곳성장장치.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 가스 공급부과 연결되어 상기 잉곳 성장공정에 따라서 가스 주입압력을 조절하는 제어부를 더 포함하는 잉곳성장장치.
  16. 잉곳의 성장공정이 수행되는 공간을 제공하는 챔버의 내부를 관찰하기 위한 뷰 포트로서,
    상기 챔버의 밀폐 상태를 유지하면서 상기 챔버 내부를 관찰할 수 있는 윈도우와, 상기 윈도우를 향해 가스를 분사하여 윈도우의 오염을 방지하는 잉곳의 성장공정을 관찰하기 위한 뷰 포트.
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